JPH07116349A - ストッパを備えたハンドル装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ギヤを用いた減速構造及びストッパ機能を備
えたハンドル装置において、各構成要素に加わる負担、
特にギヤに加わる負担を軽減する。 【構成】 ハンドル１を回すとハンドル軸２及びストッ
パアーム６が回転し、第１ギヤ３と第２ギヤ５との噛み
合いにより補助軸４が逆方向に回転してストッパ８も回
転する。第２ギヤ５の歯数は第１ギヤ３の歯数よりも多
く設定され、よってハンドル１は１回転以上回転でき
る。ストッパアーム６がストッパ８にぶつかることによ
りハンドル１の回転範囲が規制される。このとき、ハン
ドル１の回転トルクはストッパ８とストッパアーム６と
の間に作用するだけでギヤ３，５間には作用しないの
で、両ギヤに加わる負担が軽くなり、ギヤ３及び５とし
て特別に強度の強いものを選ぶ必要がなく、寿命も長く
なる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ドライブシミュレータ
等に用いられるハンドル装置、特にハンドルが許容限界
以上に回されるのを禁止するストッパ機能を備えたハン
ドル装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】上記のドライブシミュレータにおいて
は、操縦者がハンドルを握ってそれを正時計方向及び反
時計方向へ回しながら模擬運転を行う。この種のドライ
ブシミュレータは従前より知られていたが、特に昨今の
ドライブシミュレータではハンドルを１回転以上回すこ
とができる構造が広く採用されている。

【０００３】このようにハンドルを１回転以上回すこと
を可能とする構造として、従来、図５に示すようにハン
ドル１が固定されたハンドル軸２の軸上に歯数の少ない
第１ギヤ３を固着し、ハンドル軸２に対して平行に配設
した補助軸４上に歯数の多い第２ギヤ５を固着し、第１
ギヤ３と第２ギヤ５とを互いに噛み合わせるようにした
構造が知られている。この構造によれば、補助軸４が１
回転する間にハンドル軸２、従ってハンドル１を１回転
以上回すことができ、補助軸４の１回転以内の回転角度
をエンコーダその他の検知器によって検知することによ
り、ハンドル１の１回転以上の回転角度を検知できる。

【０００４】このようなハンドル装置に関しては、ハン
ドル１が無制限に回転するのは望ましいことではなく、
通常は、ハンドル１の回転数が必要に応じた範囲に制限
される。ハンドル１の回転数を制限するために採用され
る従来のストッパ機構として、図５に示すように、第２
ギヤ５の側面に図の紙面垂直方向に延びるストッパアー
ム６を形成し、一方、機枠７にストッパ８を固着した構
造のものがある。このストッパ機構によれば、第２ギヤ
５が回転してストッパアーム６がストッパ８に当接する
と、それ以降の第２ギヤ５の回転、従ってハンドル１の
回転が禁止される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のハンドル装置においては、ギヤ列によって減速され
た補助軸側にストッパアーム及びストッパを設けたた
め、以下のような問題があった。すなわち、補助軸４に
加わるトルクはギヤで減速された分だけ大きくなり、よ
ってストッパ８及びストッパアーム６に加わる負荷が非
常に大きくなってそれらが破損し易い。また、補助軸４
にギヤ３及び５からの伝達荷重とストッパ８の反力が同
時に加わるため破損し易い。さらに、ギヤ３及び５がハ
ンドル軸２の回転を止めるためのストッパとして直接作
用しており、それらのギヤに大きな伝達トルクが加わる
ため、ギヤへの負担が大きくなってやはり破損し易い。

【０００６】このように、従来のハンドル装置において
は、ギヤ、ストッパ、補助軸及び補助軸を支持する軸受
等といった各部材への負担が大きくなる。特に、ギヤへ
の負担を補うためには、ギヤのピッチ円径や幅を大きく
したり、モジュールを大きくする必要があるが、それは
コストアップや滑らかな操作感を損なうといった問題を
引き起こす。

【０００７】本発明は、従来のハンドル装置における上
記の問題点を解消するためになされたものであって、ギ
ヤを用いた減速構造及びストッパを備えたハンドル装置
において、各構成要素に加わる負担、特にギヤに加わる
負担を軽減することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め本発明に係るハンドル装置は、ハンドルと一体なハン
ドル軸上に固着された第１ギヤと、その第１ギヤに噛み
合っていて第１ギヤよりも歯数の多い第２ギヤとを有す
るハンドル装置であって、第１ギヤと一体状態で回転す
るストッパアームと、第２ギヤと一体状態で回転するス
トッパとを有している。そして、ストッパの回転軌跡と
ストッパアームの回転軌跡は互いに交差していて、スト
ッパ及びストッパアームがその交差点に同時に到来した
ときには両者がぶつかってそれ以降のハンドルの回転が
禁止される。ストッパは、それに対向して回転するスト
ッパアームが少なくとも１回転するのを許容するように
回転軌跡のうちの一部の回転角度領域内に設けられる。

【０００９】ストッパ及びストッパアームの主目的は、
それらが互いに当接することによって第１ギヤ及び第２
ギヤの回転を止めることであるから、それらがどのよう
な状態で当接するかについては特定の状態に限定されな
い。しかしながら望ましくは、両者が当接したときに両
者間に生じる反力が、第２ギヤの回転中心軸線に向かう
ように両者の位置関係を設定する。

【００１０】上記ストッパの形状は特定のものに限定さ
れないが、望ましくは、それと一体な第２ギヤの回転中
心軸線を中心とする円弧状の周面を有するように形成
し、この周面にストッパアームが当たって止まるように
する。

【００１１】

【作用】ハンドルを回すとハンドル軸が一緒に回転し、
その回転が第１ギヤ及びこれに噛み合う第２ギヤに伝達
されて第２ギヤの回転中心軸すなわち補助軸が回転す
る。第２ギヤの歯数は第１ギヤの歯数よりも多く設定さ
れているから、第２ギヤ従って補助軸が１回転するまで
にハンドル軸従ってハンドルは１回転以上回る。補助軸
に関して回転角度を検知することにより、ハンドルの回
転数を微小角度単位で検出でき、また、補助軸の回転可
能範囲を１回転以内の適宜の角度範囲に規制することに
より、ハンドルを複数回転させた上でストッパによって
回転制限することができる。

【００１２】補助軸及びハンドル軸の回転制限は、スト
ッパアームがストッパに突き当たってそれ以降の回転が
禁止されることによって実現される。ストッパアームの
回転が禁止されることにより、直接、ハンドル軸の回転
が禁止されるので、ハンドルにかかる回転トルクは補助
軸には伝達されない。従って、このトルクは専らストッ
パとストッパアームとの間に作用するだけで、第１ギヤ
と第２ギヤとの間には作用しない。よって、両ギヤに加
わる荷重負担が軽減されて、ギヤに関する設計自由度が
向上し、寿命も長くなる。

【００１３】

【実施例】図１は、本発明に係るハンドル装置の一実施
例を示している。このハンドル装置は、機枠７に回転自
在に支持されたハンドル軸２と、同じく機枠７に回転自
在に支持された補助軸４とを有している。ハンドル軸２
の一端にはハンドル１が固着され、その他端にはストッ
パアーム６が固着され、ストッパアーム６と機枠７との
間には第１ギヤ３が固着されている。また、補助軸４の
先端には、扇形状のストッパ８が固着され、そのストッ
パ８と機枠７との間に第２ギヤ５が固着されている。ス
トッパ８及びストッパアーム６は、それぞれ、第２ギヤ
５及び第１ギヤ３の側面に固着するように設けても良
い。

【００１４】第１ギヤ３と第２ギヤ５は互いに噛み合っ
ており、また、第２ギヤの歯数は第１ギヤの歯数よりも
多く設定してある。また、ストッパ８の補助軸４を中心
とする回転軌跡と、ストッパアーム６のハンドル軸２を
中心とする回転軌跡とは、両軸間の特定点で互いに交差
するように設定されており、よってストッパ８及びスト
ッパアーム６がそれらの特定点に同時に到来したときに
は、それらが互いにぶつかり合って、それ以降の回転が
禁止される。

【００１５】本実施例のハンドル装置は以上のように構
成されているので、ハンドル１が中立位置にあるときに
は、図２に示すように、ストッパアーム６及びストッパ
８が回転角度０゜に位置している。この状態からハンド
ル１を矢印Ａ方向に回すと、図３に示すように、ハンド
ル軸２上の第１ギヤ３及びストッパアーム６がハンドル
１と一体状態で回転する。またこのとき、第１ギヤ３に
噛み合う第２ギヤ５が反対方向（矢印Ｂ方向）へ回転
し、それと一体状態でストッパ８も回転する。

【００１６】ハンドル１のＡ方向への回転がさらに続け
られると、図４に示すように、ストッパアーム６とスト
ッパ８とが互いにぶつかり合う状態となり、これ以降の
矢印Ａ方向へのハンドル１の回転が禁止される。この状
態からハンドル１を反対方向、すなわち矢印Ｂ方向へ回
すと、そのハンドル１は図２の中立位置を通過し、さら
に１回転以上回転した後、再びストッパアーム６とスト
ッパ８とがぶつかり合う所まで回転し、その位置でそれ
以降の回転が禁止される。ストッパ８は、その回転軌跡
の全域すなわち３６０゜の角度範囲にわたって設けられ
るのではなくて、その一部領域、実施例の場合はほぼ１
８０゜の角度範囲内に設けられるので、ストッパアーム
６がストッパ８の存在しない領域を通過することにより
ハンドル１は１回転以上回転することできる。

【００１７】ストッパ８とストッパアーム６が互いに突
き当たってハンドル１の回転が禁止されると、ハンドル
の回転トルクは専らストッパ８とストッパアーム６との
間に作用し、第１ギヤ３と第２ギヤ５との間には作用し
ない。よって、両ギヤに加わる荷重負担が軽減されて、
ギヤに関する設計自由度が向上し、寿命も長くなる。

【００１８】ところで本実施例では、ストッパ８の外周
面８ａすなわちストッパアーム６との接合面が補助軸４
を中心とする円弧形状に形成されている。このため、ス
トッパ８とストッパアーム６とがぶつかるとき、すなわ
ちストッパ作用時に発生する荷重の作用方向はハンドル
軸２及び補助軸４の半径方向となり、その軸に対する回
転力とはならない。よって、各ギヤ３，５には全く負荷
は加わらない。

【００１９】以上、１つの実施例をあげて本発明を説明
したが、本発明はその実施例に限定されるものでなく、
請求の範囲に記載した技術的範囲内で種々に改変でき
る。

【００２０】例えば、ストッパ８及びストッパアーム６
は、互いに当接することによって第１ギヤ３及び第２ギ
ヤ５の回転を止めることを主たる目的としているから、
それらの形状は図１に示した形状に限られず、他の任意
の形状とすることができる。例えば、図示した実施例で
はストッパ８を補助軸４を中心とする扇形状、すなわち
第２ギヤ５の回転中心軸線を中心とする円弧状の周面を
有する形状に形成したが、これを方形状、円形状等とす
ることもできる。

【００２１】また、ストッパ８を第２ギヤ５と機枠７と
の間に配置し、ストッパアーム６を第１ギヤ３と機枠７
との間に配置することもできる。

【００２２】

【発明の効果】請求項１記載のハンドル装置によれば、
ハンドル回転速度を減速するためのギヤ列に加わる負荷
を低減でき、よってギヤの設計自由度を向上でき、さら
に寿命を長くできる。

【００２３】請求項２及び請求項３記載のハンドル装置
によれば、ハンドル軸及び補助軸の各軸に不要なトルク
が発生することがなくなり、各軸の損傷を未然に防止で
きる。

【００２４】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るハンドル装置の一実施例を示す斜
視図である。

【図２】図１に示すハンドル装置においてハンドルが中
立位置にある状態を示す正面図である。

【図３】図１に示すハンドル装置においてハンドルが回
された状態を示す正面図である。

【図４】図１に示すハンドル装置においてハンドルがス
トップ状態になったときを示す正面図である。

【図５】ストッパ機能を備えた従来のハンドル装置の一
例を示す正面図である。

【符号の説明】

１ ハンドル ２ ハンドル軸 ３ 第１ギヤ ４ 補助軸 ５ 第２ギヤ ６ ストッパアーム ７ 機枠 ８ ストッパ ８ａ ストッパ外周面

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ハンドルと一体なハンドル軸上に固着さ
   れた第１ギヤと、その第１ギヤに噛み合っていて第１ギ
   ヤよりも歯数の多い第２ギヤとを有するハンドル装置に
   おいて、 第１ギヤと一体状態で回転するストッパアームと、第２
   ギヤと一体状態で回転するストッパとを有し、 ストッパの回転軌跡とストッパアームの回転軌跡は互い
   に交差し、そして前記ストッパは、それに対向して回転
   する前記ストッパアームが少なくとも１回転するのを許
   容できるように回転軌跡のうちの一部の回転角度領域内
   に設けられることを特徴とするストッパを備えたハンド
   ル装置。
2. 【請求項２】 ストッパアームとストッパとが両者の回
   転軌跡の交差点において互いにぶつかるときに両者間に
   生じる反力は、第２ギヤの回転中心軸線に向かうことを
   特徴とする請求項１記載のストッパを備えたハンドル装
   置。
3. 【請求項３】 前記ストッパはそれと一体な第２ギヤの
   回転中心軸線を中心とする円弧状の周面を有し、その周
   面にストッパアームが当たって止まることを特徴とする
   請求項１又は請求項２記載のストッパを備えたハンドル
   装置。